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    雨水設計計算 1

  • 上傳人: 娟**
  • 文檔編號:33357456
  • 上傳時間:2021-11-26
  • 文檔格式:PPT
  • 文檔頁數:115
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    雨水設計計算1
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    1、第二節第二節 城市雨水管渠系統規城市雨水管渠系統規 劃劃 一雨水管渠系統布置一雨水管渠系統布置 二二雨水管網設計與計算雨水管網設計與計算 一雨水管渠系統布置 1充分利用地形,就近排入水體 (1)基本原則:雨水管渠應盡量利用自然地形坡度 布置,要以最短的距離靠重力流將雨水排入附近的 池塘、河流、湖泊等水體中。 (2)當地形坡度較大時,雨水干管布置在地形低處 或溪谷線上; 當地形平坦時,雨水干管布置在排水流域的中 間,以便于支管接入,盡量擴大重力流排除雨水的 范圍。 2盡量避免設置雨水泵站 當地形平坦,且地面平均標高低于河流的洪 水位標高時,需將管道適當集中,在出水口前設 雨水泵站,經抽升后排入水。

    2、體。盡可能使通過雨 水泵站的流量減到最小,以節省泵站的工程造價 和經常運行費用。 3 3根據城市規劃布置雨水管道根據城市規劃布置雨水管道 通常應根據建筑物的分布,道路布通常應根據建筑物的分布,道路布 置及街坊或小區內部的地形,出水口的置及街坊或小區內部的地形,出水口的 位置等布置雨水管道,使街坊或小區內位置等布置雨水管道,使街坊或小區內 大部分雨水以最短距離排入街道低側的大部分雨水以最短距離排入街道低側的 雨水管道。雨水管道。 v 雨水干管的平面和豎向布置應考慮與其 它地下管線 和構筑物在相交處相互協調, 以滿足其最小凈距的要求。排水管道與其它 管線(構筑物)的最小凈距見規范。市區內 如有可利。

    3、用的池塘、洼地等,可考慮雨水的 調蓄。在有連接條件的地方,可考慮兩個管 渠系統之間的連接。 vv 雨水管道應平行道路敷設,宜布置在人雨水管道應平行道路敷設,宜布置在人 行道或綠化帶下,不宜布置在快車道下行道或綠化帶下,不宜布置在快車道下 ,以免積水時影響交通或維修管道時破,以免積水時影響交通或維修管道時破 壞路面。當道路大于壞路面。當道路大于40 m40 m時,應考慮在時,應考慮在 道路兩側分別設置雨水管道。道路兩側分別設置雨水管道。 4采用明渠或暗管的選擇 (1)暗管:在城市市區或廠區內,由于建筑 密度高,交通量大,一般采用暗管排除雨水。 特點-衛生條件好、不影響交通,造價高 。 (2)明渠。

    4、:在城市郊區,建筑密度較低,交 通量較小的地方,一般考慮采用明渠。 特點特點-造價低;但明渠容易淤積,孳生造價低;但明渠容易淤積,孳生 蚊蠅,影響環境衛生,且明渠占地大,蚊蠅,影響環境衛生,且明渠占地大, 使道路的豎向規劃橫斷面設計受限,橋使道路的豎向規劃橫斷面設計受限,橋 涵費用也增加。涵費用也增加。 在地形平坦、埋設深度或出水口深在地形平坦、埋設深度或出水口深 度受限制的地區,可采用暗渠(蓋板渠度受限制的地區,可采用暗渠(蓋板渠 )排除雨水)排除雨水 5合理布置雨水口,保證路面雨水順暢排除 雨水口的布置應根據 地形和匯水面積確定,以 使雨水不致漫過路口。 一般在道路交叉口的 匯水點、低洼地。

    5、段均應設 置雨水口。此外,在道路 上每隔2550 m也應設置 雨水口。 此外,在道路路面上應盡可能利用道路邊溝排除 雨水,為此,在每條雨水干管的起端,通常利用道 路邊溝排除雨水,從而減少暗管長度約100150 m ,降低了整個管渠工程的造價。 6雨水出水口的布置 (1)分散出水口: 當管道將雨水排入池塘或小河時,水位變化小, 出水口構造簡單,宜采用分散出水口。就近排放管線 短、管徑小,造價低。 (2)集中出水口式: 當河流等水體的水位變化很大,管道的出水口離 常水位較遠時,出水口的構造就復雜,因而造價較高 ,此時宜采用集中出水口式布置形式。 7排洪溝的設置 對于傍山建設的城市和廠礦企業,為了消。

    6、除洪水 的影響,除在設計地區內部設置雨水管道外,尚應考 慮在設計地區周圍或超過設計地區設置排洪溝,以攔 截從分水嶺以內排泄下來的洪水,并將其引入附近水 體,以保證城市和廠礦企業的安全。 8調蓄水體的設置 可調節洪峰流量。 二 雨水管網設計與計算 雨水管渠系統是由雨水口、雨水管渠、檢查井 、出水口等構筑物組成的一整套工程設施。 雨水管渠系統的任務就是及時匯集并排除暴雨 所形成的地面徑流,以保障人民的生命安全和正常 生產。 1確定當地的暴雨強度公式或暴雨強度曲線; 2劃分排水流域,進行雨水管渠的定線; 3劃分設計管段,計算各設計管段雨水設計流量; 4進行管渠的水力計算,確定各設計管段的管徑、 坡度。

    7、、標高及埋深。 5繪制管渠平面圖及縱剖面圖。 雨水管渠設計的主要內容包括: (一) 雨量分析與暴雨強度公式 雨水設計流量是雨水管渠系統設計的依據。由于 雨水徑流的特點是流量大而歷時短,因此應對雨量進 行分析,以便經濟合理地推算暴雨量和徑流量,作為 雨水管渠的設計流量。 1.1 雨量分析 降雨現象的分析,是用降雨量、暴雨強度、降 雨歷時、降雨面積和重現期等因素來表示降雨的特 征。 1 1降雨量降雨量 降雨量降雨量是指降雨的絕對量,是用降雨深度是指降雨的絕對量,是用降雨深度 H H (mmmm )表示,也可用單位面積上的降雨體積()表示,也可用單位面積上的降雨體積(L/haL/ha)表示)表示 。。

    8、在研究降雨時,很少以一場雨為對象,而常用單位。在研究降雨時,很少以一場雨為對象,而常用單位 時間表示:時間表示: (1 1)年平均降雨量年平均降雨量:指多年觀測所得的各年降:指多年觀測所得的各年降 雨量的平均值。雨量的平均值。 (2 2)月平均降雨量月平均降雨量:指多年觀測所得的各月降:指多年觀測所得的各月降 雨量的平均值。雨量的平均值。 (3 3)年最大日降雨量年最大日降雨量:指多年觀測所得的一年:指多年觀測所得的一年 中降雨量最大一日的絕對量。中降雨量最大一日的絕對量。 2 2降雨歷時降雨歷時 是指連續降雨的時段,可以指一場雨全部的時是指連續降雨的時段,可以指一場雨全部的時 間,也可以指其。

    9、中個別的連續時段。用間,也可以指其中個別的連續時段。用 t t 表示,單表示,單 位以位以 minmin或或 h h計,從自計雨量記錄紙上直接讀得。計,從自計雨量記錄紙上直接讀得。 3 3降雨強度(暴雨強度)降雨強度(暴雨強度) 降雨強度是指某一連續降雨時段內的平均降雨降雨強度是指某一連續降雨時段內的平均降雨 量,即單位時間的平均降雨深度,用量,即單位時間的平均降雨深度,用 i i 表示。表示。 (mm/min) 在工程上統計的降雨多屬暴雨性質,故稱暴雨 強度,常用單位時間內單位面積上的降雨體積 q( L/sha)表示。q與 i之間的換算關系為: q167i 式中 167-換算系數。 暴雨強度。

    10、是描述暴雨特征的重要指標,也是確 定雨水設計流量的重要依據。在任一場暴雨中,暴 雨強度是隨降雨歷時變化的。所取的降雨歷時長, 則與該歷時相對應的暴雨強度將小于短歷時對應的 暴雨強度。在推求暴雨強度公式時,降雨歷時常采 用5、10、15、20、30、45、60、90、120 min 9個 時段。在分析暴雨資料時,必須選用對應各降雨歷 時的最大降雨量。由于在各降雨歷時內每個時刻的 暴雨強度也是不同的,所以計算出的各歷時的暴雨 強度稱為最大平均暴雨強度。 4降雨面積和匯水面積 (1)降雨面積是指降雨所籠罩的面積,即降雨 的范圍。 (2)匯水面積是指雨水管渠匯集雨水的面積, 用 F表示,以公頃或平方公。

    11、里為 單位(ha或km2)。 任一場暴雨在降雨面積上各點的暴雨強度是不相 等的,但在城鎮雨水管渠系統設計中,設計管渠的匯 水面積較小,一般小于100 km2,其匯水面積上最遠 點的集水時間不超過60 min到120 min,這種較小的 匯水面積,在工程上稱為小匯水面積。在小匯水面積 上可忽略降雨的非均勻分布,認為各點的暴雨強度都 相等。 5降雨的頻率和重現期 (1)暴雨強度的頻率 某一大小的暴雨強度出現的可能性是不能預知的 ,只能通過對以往大量觀測資料的統計分析,計算其 發生的頻率,才能推求其今后發生的可能性。 某特定值暴雨強度的頻率是指等于或大于該值的 暴雨強度出現的次數 m與觀測資料總項數。

    12、 n之比的百 分數,即: % % n觀測資料總項數 m暴雨強度出現的次數 若每年只選一個雨樣,稱為年頻率式 n = N, % % N降雨觀測資料的年數 若平均每年選入 M個雨樣數,稱為次頻率式。 n = NM, M每年選入的平均雨樣數 這一定義是假定降雨觀測資料年限非常長,可代 表降雨的整個歷史過程。但實際上是不可能的,只能 取得一定年限內的暴雨強度值,因而n是有限的。按 上式求得的暴雨強度的頻率,只能反映一定時期內的 經驗,不能反映整個降雨的規律,故稱為經驗頻率。 因此,水文計算常采用公式 計算 年頻率,用公式 計算次頻率。觀 測資料的年限愈長,經驗頻率出現的誤差也就愈小。 我國現行室外排水。

    13、設計規范規定,在編制暴 雨強度公式時必須具有10 a以上自計雨量記錄。在自 計雨量記錄紙上,按降雨歷時為 5、10、15、20、30 、45、60、90、120 min,每年每個歷時選擇 68場 最大暴雨記錄,計算其暴雨強度值,然后不論年次, 將每個歷時的暴雨強度按大小次序排列,再從中選擇 資料年數的 34倍的最大值,作為統計的基礎資料 。 (2)暴雨強度的重現期 某特定值暴雨強度的重現期是指等于或大于該值 的暴雨強度可能出現一次的平均間隔時間,一般用 P 表示,以年為單位,按如下公式進行計算: 式中 P - 暴雨強度的重現期(a); N - 資料記錄的年限(a); m - 等于或大于某特定值。

    14、的暴雨強度出現 的次數。 重現期 P與年頻率 Pn互為倒數,即 12 暴雨強度公式 暴雨強度公式是在各地自計雨量記錄分析整理 的基礎上,按照我國現行室外排水設計規范規 定的方法推求出來的。暴雨強度公式是暴雨強度 i (或q)、降雨歷時 t、重現期 P三者間關系的數 學表達式,是雨水管渠的設計依據。我國常用的暴 雨強度公式為: 式中 q 設計暴雨強度(L/sha); P 設計重現期(a); t 降雨歷時(min); A1、c、b、n 地方參數,根據統計方法計算 確定。 我國給水排水設計手冊第5冊收錄了我國若 干城市的暴雨強度公式,統計時可直接選用。目前 尚無暴雨強度公式的城鎮,可借用附近氣象條件。

    15、相 似地區城市的暴雨強度公式。 (二) 雨水管網設計流量計算 11 地面徑流與徑流系數 1地面徑流:在地面沿地面坡度流動的雨水,稱 為地面徑流。 雨水管渠就是收集雨水地面徑流量。 2徑流系數 降雨量 地面滲水量,余水(兩者之差)在地面 開始積水,產生地面徑流 降雨強度q大,地面徑流量也大 降雨強度q=入滲率,余水率=0, 由于地面積水, 仍有地面徑流。 影響徑流系數的因素主要有匯水面積的地面覆 蓋情況、地面坡度、地貌、建筑密度的大小、路面 鋪砌等。此外,還與降雨歷時、暴雨強度及暴雨雨 型有關。要精確確定 值,難度較大。目前在雨水 管渠設計中,通常采用按地面覆蓋種類確定的經驗 數值。 我國現行室。

    16、外排水設計規范中規定的徑流系 數 值見下表: 徑流系數值 地面種地面種 各種屋面、混凝土和各種屋面、混凝土和青路面青路面0.900.90 大大石石砌路面和砌路面和青表面青表面理的碎石路面理的碎石路面0.600.60 配碎石路面配碎石路面0.450.45 干砌干砌石和碎石路面石和碎石路面0.400.40 非非砌土路面砌土路面0.300.30 公園或公園或地地0.150.15 在雨水管渠系統設計中,匯水面積通常是由各種 性質的地面覆蓋組成的,隨著它們占有的面積比例變 化, 值也各異。因此整個匯水面積的徑流系數應 采用平均徑流系數,其值是按各類地面面積用加權平 均法計算求得,即: 式中 i 匯水面積。

    17、上各類地面的面積(ha); i相應于各類地面的徑流系數; 全部匯水面積(ha)。 也可采用區域的綜合徑流系數。一般市區的綜 合徑流系數0.50.8,郊區的綜合徑流系數 0.40.6。 12 斷面集水時間與折減系數 1 1集水時間集水時間指雨水從匯水面積上最遠點流到設指雨水從匯水面積上最遠點流到設 計的管道斷面所需時間。(計的管道斷面所需時間。(minmin) 2 2 式中式中 設計降雨歷時(設計降雨歷時(minmin);); t t1 1 地面集水時間(地面集水時間(minmin);); t t2 2 管渠內雨水流行時間(管渠內雨水流行時間(minmin);); m m 折減系數。折減系數。 。

    18、(1 1)地面集水時間)地面集水時間 t t 1 1 的確定 的確定 地面集水時間地面集水時間是指雨水從匯水面積上最遠點流是指雨水從匯水面積上最遠點流 到雨水口的地面流行時間。到雨水口的地面流行時間。 地面集水時間受地形坡度、地面鋪砌、地面植地面集水時間受地形坡度、地面鋪砌、地面植 被情況、距離長短等因素的影響,主要取決于水流被情況、距離長短等因素的影響,主要取決于水流 距離的長短和地面坡度。在工程實踐中,地面集水距離的長短和地面坡度。在工程實踐中,地面集水 時間通常不予計算,一般采用時間通常不予計算,一般采用5 515 min15 min。 一般在建筑密度較大、地形較陡、雨水口布置較 密的地。

    19、區,宜采用較小值,取 t158 min。 在建筑密度較小、地形較平坦、雨水口布置較疏 的地區,宜采用較大值,取 t11015 min。 同時,起點檢查井上游地面雨水流行距離以不超 過120150 m為宜。 應結合當地具體條件,合理地選定 t1值。 t1選用過大,將會造成排水不暢,致使管道上游 地面經常積水; 選用過小,又將加大雨水管渠尺寸,從而增加工 程造價。 (2)管渠內雨水流行時間 t2的確定 t2 是指雨水在管渠內的流行時間,即: t2=L/60 v 式中 t2 管渠內雨水流行時間(min); L 各設計管段的長度(m); v 各設計管段滿流時的流速(m/s); 60 單位換算系數。 (。

    20、3 3)折減系數)折減系數 mm的確定的確定 折減系數折減系數 mm的提出原因如下:的提出原因如下: 1 1)雨水管渠按滿流設計,但降雨時,管渠中的)雨水管渠按滿流設計,但降雨時,管渠中的 水流并非一開始就達到設計流速,而是隨著降雨歷水流并非一開始就達到設計流速,而是隨著降雨歷 時的增長逐漸達到設計流速的。這樣,按公式算出時的增長逐漸達到設計流速的。這樣,按公式算出 的管渠內流行時間的管渠內流行時間 t t 2 2 將比實際時間偏小。將比實際時間偏小。 2)雨水管渠內各設計管段的設計流量是按照相應 于該管段的集水時間的設計暴雨強度來計算的 ,所以,各管段的最大流量不大可能在同一時 間發生。當任。

    21、一管段出現設計流量時,其他管 段(特別是上游管段)不一定都是滿流. 管渠內的有一部分空隙容量,可設想利用該空 隙容量暫時貯存一部分雨水,起到調蓄管段內最大 流量的作用,從而削減其高峰流量,減小管渠斷面 尺寸,降低工程造價。為了利用管道的這種調蓄能 力,應使管內水流實際流速低于設計流速,故要延 緩管內流行時間 t2。 考慮到以上兩個原因,在設計降雨歷時計算 時引入了折減系數m,延緩了管內流行時間,使之 更接近于實際情況,并達到折減管段設計流量, 減小管渠斷面尺寸的目的。規范規定:暗管 m =2 ,明渠 m =1.2,在陡坡地區的暗管 m1.22。 2 2例題例題 雨水從各匯水面積上最遠點分別流入。

    22、雨水口 a 、b、c、d的地面集水時間均為1,并假設: 1)匯水面積隨集水時間的增加而均勻增加; 2)降雨歷時 t 等于或大于匯水面積上最遠點 的雨水流達設計斷面的集水時間1; 3)徑流系數為定值。 (1)設計管段12的雨水設計流量 直到 t1時,F1全部面積上的雨水均已全部 流到設計斷面,這時管段12內流量達到最大值。 (L/s) 式中 q1 管段12的設計暴雨強度,即相應 降雨歷時 t1時的暴雨強度( L/sha)。 (2)設計管段23的雨水設計流量 該設計管段收集匯水面積 F1和 F2上的雨水,2 斷面為管段23的設計斷面。 當 t1 + t 12時,F1和 F2全部面積上的雨水 均流到。

    23、2斷面,管段23的流量達到最大值。即: (L/s) 式中 q2 管段23的設計暴雨強度,即相應于 降雨歷時 t1 + t 12的暴雨強度 (L/s ha); t 12 管段12的管內雨水流行時間( min)。 (3)設計管段34的雨水設計流量 (L/s) 式中 q3 管段34的設計暴雨強度,即相應于 降雨歷時 t1 + t 12 + t 23的 暴雨強 度(L/sha)。 t 23 管段23的管內雨水流行時間( min)。 (4)設計管段45的雨水設計流量 (L/s) 式中 q4 管段45的設計暴雨強度,即相應于 降雨歷時 t1 + t 12 + t 23 + t 34的暴 雨強度(L/sha。

    24、)。 t 34 管段34的管內雨水流行時間(min )。 各設計管段的雨水設計流量應等于該管段所承 擔的全部匯水面積與該管段設計暴雨強度的乘積。 各管段的設計暴雨強度就是以管段設計斷面集 水時間作為降雨歷時所對應的暴雨強度。 由于各管段的集水時間不同,所以各管段的設 計暴雨強度也不同。 1.3 雨水管渠設計參數 1 .水力計算的基本公式 式中 Q 流量(m3/s); 過水斷面面積(m2); v 流速(m/s); R 水力半徑(m); I 水力坡度; n 粗糙系數。 2.水力計算的設計數據 (1)設計充滿度 雨水中主要含有泥砂等無機物質,不同 于城市污水的性質,加之暴雨徑流量大,而 相應較高設計。

    25、重現期的暴雨強度的降雨歷時 較短。故管道設計充滿度按滿流考慮,即 h/D=1。明渠則應有不小于0.20 m的超高。 (2)設計流速 為避免雨水所挾帶的泥砂等無機物在管 渠內沉積下來而堵塞管道,我國設計規范規 定滿流時管道最小設計流速為0.75 m/s;明 渠最小設計流速為0.4 m/s。 為防止管壁受到沖刷而損壞,雨水管渠 的最大設計流速為:金屬管道為10 m/s;非 金屬管道為5 m/s;明渠按表采用。 明渠最大設計流速明渠最大設計流速 明渠明渠 最大最大 流速(流速( m/sm/s) 明渠明渠 最大最大 流速流速 (m/sm/s) 粗砂或低塑性粘土粗砂或低塑性粘土 粉粉粘土粘土 粘土粘土 。

    26、石灰巖或中砂巖石灰巖或中砂巖 0.80.8 1.01.0 1.21.2 4.04.0 草皮草皮面面 干砌干砌石石 砌砌石或石或砌砌 混凝土混凝土 1.61.6 2.02.0 3.03.0 4.04.0 (3)最小管徑和最小設計坡度 雨水管道的最小管徑為300 mm,相應的最小坡 度為0.003;雨水口連接管的最小管徑為200 mm, 相應的最小坡度為0.01。 (4)最小埋深與最大埋深 在冰凍地區,雨水管道正常使用是在雨季,冬 季一般不降雨,若該地區使雨水管內不貯留水,且 地下水位較深時,其最小埋深則可不考慮冰凍影響 ,但應滿足管道最小覆土厚度的要求。其它具體規 定同污水管道。 (四) 雨水管。

    27、網設計步驟 1.劃分排水流域,進行管道定線 根據城市總體規劃圖,按地形劃分排水流域。 在每一排水流域內,結合建筑物及雨水口分布 ,充分利用各排水流域內的自然地形,布置管道, 使雨水以最短距離靠重力流就近排入水體。在總平 面圖上繪出各流域的主干管、干管和支管的具體位 置。 2.劃分設計管段 根據管道的具體位置,在管道轉彎、管徑或坡 度改變、有支管接入、管道交匯等處以及超過一定 距離的直線管段上都應設置檢查井。把兩個檢查井 之間流量不變且預計管徑和坡度也不變的管段定為 設計管段。并從管段上游往下游依次進行檢查井的 編號。 3.確定各設計管段的匯水面積 各設計管段匯水面積的劃分應結合地形坡度、 匯水。

    28、面積的大小以及雨水管道布置等情況而劃定。 地形較平坦時,可按就近排入附近雨水管道的 原則劃分; 地形坡度較大時,應按地面雨水徑流的水流方 向劃分。并將每塊面積進行編號,計算其面積并將 數值標注在圖上。匯水面積除包括街坊外,還應包 括街道、綠地等。 4.確定各排水流域的平均徑流系數 通常根據排水流域內各類地面的面積數或所占 比例,計算出該排水流域的平均徑流系數。也可根 據規劃的地區類別,采用區域綜合徑流系數。 5.確定設計重現期 P 和地面集水時間 t1 結合地形特點、匯水面積的地區建設性質和氣象 特點確定設計重現期。各排水流域的設計重現期可相 同,也可不同。 根據設計地區的建筑密度、地形坡度和。

    29、地面覆蓋 種類、街坊內是否設置雨水暗管等,確定雨水管道的 地面集水時間。 6.求位面徑流量 q0 暴雨強度 q與徑流系數的乘,稱位面 徑流量 q0。即: 于某一來,式中P、t1、m、A1、b、c 、n均已知數,只要求得各管段的管內雨水流行 t2,就可求出相于管段的 q 0。 (L/sha) 7.管渠材料的選擇 雨水管道管徑小于或等于400 mm采用圓形斷面的 混凝土管,管徑大于400 mm采用鋼筋混凝土管。 8.雨水管道的水力計算 列表進行雨水干管的水力計算,求得各設計管段 的設計流量。并確定各設計管段的管徑、坡度、流速 、管內底標高及管道埋深等值。 9.繪制雨水管道的平面圖和縱剖面圖 雨水管。

    30、道平面圖和縱剖面圖的繪制方法和要求 與污水管道相同 第三節 城市合流制管渠系統規劃 一 合流制管網的使用條件和布置特點 1截流式合流制排水管渠的使用條件 (1)排水區域內有一處或多處水源充沛的水體, 其流量和流速都足夠大,當一定量的混合污 水排入后對水體造成的污染危害程度在允許 的范圍以內; (2)街坊和街道的建設都比較完善,必須采 用暗管(渠)排除雨水,而街道斷面又較 窄,管(渠)的設置位置受到限制時; (3)地面有一定的坡度傾向水體,當水體出 現高水位時,岸邊不受淹沒。污水在中途 不需要泵汲。 2布置特點 (1)管渠的布置應使所有服務面積上的生活污水 、工業廢水和雨水都能合理地排入管渠,并。

    31、能 以最短的距離坡向水體。 (2)沿水體岸邊布置與水體平行的截流干管,在截 流干管的適當位置設置溢流井,使超過截流干管 截流能力的那部分混合污水能順利地通過溢流 井就近排入水體。 (3)合理地確定溢流井的數目和位置 從對水體的污染情況看,合流制管渠系統 中的初期雨水雖被截流,但溢流的混合污 水總比一般雨水臟,為保護受納水體,溢 流井的數目宜少,其位置應盡可能設置在 水體的下游。 從經濟上講從經濟上講,溢流井過多,會提高溢流井,溢流井過多,會提高溢流井 和排放管渠的造價,特別是在溢流井離和排放管渠的造價,特別是在溢流井離 水體遠,施工條件困難時更是如此。當水體遠,施工條件困難時更是如此。當 溢流。

    32、井的溢流堰口標高低于受納水體的溢流井的溢流堰口標高低于受納水體的 最高水位時,需在排放管渠上設置防潮最高水位時,需在排放管渠上設置防潮 門、閘門或排澇泵站。為減少泵站造價門、閘門或排澇泵站。為減少泵站造價 、減少對水體的污染和便于管理,溢流、減少對水體的污染和便于管理,溢流 井應適當集中,不宜過多。井應適當集中,不宜過多。 (4)在合流制管渠系統的上游排水區域內 ,如雨水可沿地面的道路邊溝排泄,則 該區域內可只設污水管道。只有當雨水 不能沿地面排泄時,才考慮設置合流管 渠。 二 截流式合流制排水管渠的設計流量 1第一個溢流井上游管渠的設計流量 第一個溢流井上游管渠的設計流量為設計生活污 水量Q。

    33、s、設計工業廢水量 Qg和設計雨水量 Qy之和 Q = Q s + Q g + Q y = Q h + Q y 要求高的場合可取最大時生活污水量和最大生 產班內的最大時工業廢水量; 一般情況下可取平均日生活污水量和最大班內 平均日工業廢水量。 Q s + Q g為晴天的設計流量,稱為旱流 流量 Qh。由于 Q h相對較小,Q 計算所 得的管徑、坡度和流速,應用旱流流量 Q h進行校核,檢查管道在輸送旱流流量 時是否滿足最小流速的要求。 2溢流井下游管渠的設計流量 溢流井下游管渠的雨水設計流量為: Q y = n0(Q s +Q g)+ Q y 式中 Q y 溢流井下游匯水面積上的雨水設計流 量。

    34、,按相當于此匯水面積的集水時間求得。 溢流井下游管段的設計流量是雨水設計流量與 生活污水設計流量及工業廢水設計流量之和,即: Q = n0(Q s + Q g)+ Q y+ Q s + Q g + Q h =(n0 + 1)(Q s + Q g)+ Q y+ Q h =(n0+1)Q h + Q y+ Q h 式中 Q h 溢流井下游匯水面積上的生活污水設 計流量與工業廢水設計流量之和。 3從溢流井溢出的混合污水設計流量 當溢流井上游管段的設計流量超過溢流 井下游管段的截流能力后,就會有一部分混 合污水從溢流井處溢流泄出,通過排放渠道 泄入水體。該溢流的混合污水設計流量為: Q =(Q s +。

    35、 Q g + Q y )( n0 + 1) Q h 三三. .設計數據設計數據 1.1.設計充滿度設計充滿度 全部設計流量用滿流計算。全部設計流量用滿流計算。 2.2.設計最小流速設計最小流速 合流管渠(滿流時)設計最小流速合流管渠(滿流時)設計最小流速 0.75m/s0.75m/s,為改善旱流的水力條件,需校核旱,為改善旱流的水力條件,需校核旱 流時管內流速,一般宜在流時管內流速,一般宜在0.2-0.5m/s0.2-0.5m/s范圍。范圍。 3.3.設計重現期設計重現期 合流管渠的雨水重現期一般應比統一情況合流管渠的雨水重現期一般應比統一情況 下雨水管渠的設計重現期適當提高(一般比雨下雨水管。

    36、渠的設計重現期適當提高(一般比雨 水管渠的設計大水管渠的設計大20%-30%20%-30%),以防止混合污),以防止混合污 水的溢流。水的溢流。 4.4.截流倍數截流倍數 截流倍數根據旱流污水的水質、水量情況截流倍數根據旱流污水的水質、水量情況 、水體條件、衛生方面要求及降雨情況等綜合、水體條件、衛生方面要求及降雨情況等綜合 確定。我國一般采用確定。我國一般采用1-51-5,較多用,較多用3 3(見(見166166頁頁 表表7-217-21);隨著對水體環境保護要求的提高,);隨著對水體環境保護要求的提高, 采用采用n n 0 0 有逐漸增大的趨勢。有逐漸增大的趨勢。 四城市舊合流制排水管渠系。

    37、統四城市舊合流制排水管渠系統 改造改造 (一)改合流制為分流制(一)改合流制為分流制 一般方法是將舊合流制管渠局部改一般方法是將舊合流制管渠局部改 建后作為單純排除雨水(或污水)的管建后作為單純排除雨水(或污水)的管 渠系統,另外新建污水(或雨水)管渠渠系統,另外新建污水(或雨水)管渠 系統。這樣可以解決城市污水對水體的系統。這樣可以解決城市污水對水體的 污染。適于城市半新建地區、成片徹底污染。適于城市半新建地區、成片徹底 改造舊區、建筑物不密集的工業區以及改造舊區、建筑物不密集的工業區以及 其他地形起伏有利改造的地區。其他地形起伏有利改造的地區。 針對我國現狀,某些地區可以考慮由合流針對我國。

    38、現狀,某些地區可以考慮由合流 制逐步過渡到分流制。制逐步過渡到分流制。 一種做法是在規劃中近期采用合流制,埋一種做法是在規劃中近期采用合流制,埋 設污水截流總管,但可采用較低的截流倍數,設污水截流總管,但可采用較低的截流倍數, 使城市舊水體的污染面貌得以迅速的初步改善使城市舊水體的污染面貌得以迅速的初步改善 。但隨著舊區的逐步改造以及道路的拓寬與新。但隨著舊區的逐步改造以及道路的拓寬與新 辟,可以相應的埋設污水管,接通截流總管,辟,可以相應的埋設污水管,接通截流總管, 并接納污水管經過地區新建的或改造的房屋的并接納污水管經過地區新建的或改造的房屋的 污水以及收納原有建筑物的污染嚴重的污水,污水。

    39、以及收納原有建筑物的污染嚴重的污水, 可逐步的由合流制過渡到合流與分流并存,最可逐步的由合流制過渡到合流與分流并存,最 后做到舊區大部分污染嚴重的污水分流到污水后做到舊區大部分污染嚴重的污水分流到污水 管道中去,基本達到分流制的要求。而把原有管道中去,基本達到分流制的要求。而把原有 合流管道作為雨水管道。合流管道作為雨水管道。 另一種做法是以原有合流管道作物另一種做法是以原有合流管道作物 水管道來進行分流,而另建一套簡易的水管道來進行分流,而另建一套簡易的 雨水排泄系統。通過采用街道暗溝、明雨水排泄系統。通過采用街道暗溝、明 渠等排泄雨水,可以免去接戶管的拆裝渠等排泄雨水,可以免去接戶管的拆裝。

    40、 費用,也可避免破壞道路、增設管道,費用,也可避免破壞道路、增設管道, 等有條件時,可以把暗溝、明渠等改為等有條件時,可以把暗溝、明渠等改為 雨水管道。這種方法經濟,適用于過渡雨水管道。這種方法經濟,適用于過渡 時期的改造。時期的改造。 (二)保留合流制,修建截留干管(二)保留合流制,修建截留干管 保留原有體制,沿河修建截流干管保留原有體制,沿河修建截流干管 ,即將直排式合流制改造成截流式合流,即將直排式合流制改造成截流式合流 制管渠系統。制管渠系統。 1 1)建混合污水貯水池或利用自然河道和洼)建混合污水貯水池或利用自然河道和洼 塘,把溢流的合流污水調蓄起來,雨后塘,把溢流的合流污水調蓄起來。

    41、,雨后 再把貯存的水送往污水處理廠,能起到再把貯存的水送往污水處理廠,能起到 沉淀的預處理作用;沉淀的預處理作用; 2 2)在溢流出水口設置簡單的處理設施,如)在溢流出水口設置簡單的處理設施,如 對溢流混合污水篩濾、沉淀等;對溢流混合污水篩濾、沉淀等; 3 3)適當提高截流倍數,增加截流干管及擴)適當提高截流倍數,增加截流干管及擴 大污水處理廠容量等;大污水處理廠容量等; 4 4)是降雨盡量)是降雨盡量 多地分散貯流,盡可能向多地分散貯流,盡可能向 地下滲透,減少溢流的混合污水量,將地下滲透,減少溢流的混合污水量,將 雨水回收利用。主要手段有依靠公園、雨水回收利用。主要手段有依靠公園、 運動場。

    42、、廣場、停車場地下貯流雨水,運動場、廣場、停車場地下貯流雨水, 依靠滲井、地下盲溝、滲水性路面滲透依靠滲井、地下盲溝、滲水性路面滲透 雨水,消減洪峰。雨水,消減洪峰。 第四節第四節 壓力式和真空式排水壓力式和真空式排水 系統系統 一壓力式排水系統一壓力式排水系統 通過壓力作用,把建筑物的污水引至通過壓力作用,把建筑物的污水引至 集水池,利用池內配有破碎機構的污水集水池,利用池內配有破碎機構的污水 泵將污水抽升,經由小管徑的壓力排水泵將污水抽升,經由小管徑的壓力排水 支管、干管壓送至污水處理設施內,或支管、干管壓送至污水處理設施內,或 排送到重力流的排水管渠中。排送到重力流的排水管渠中。 系統主。

    43、要由研磨潛水泵井、壓力支管、壓系統主要由研磨潛水泵井、壓力支管、壓 力干管組成。力干管組成。 優點:優點: (1 1)建設費用低??墒褂眯】趶降墓艿垒敚┙ㄔO費用低??墒褂眯】趶降墓艿垒?送污水而不必擔心堵塞,污水泵與壓力送污水而不必擔心堵塞,污水泵與壓力 排水干管之間的排水連接支管可使用小排水干管之間的排水連接支管可使用小 于于50mm50mm的管道。的管道。 (2 2)由于埋深淺,管徑小,管溝開挖寬度)由于埋深淺,管徑小,管溝開挖寬度 小,容易施工,可大大縮短工期。小,容易施工,可大大縮短工期。 (3 3)由于是壓力輸送,管道不必在地勢地)由于是壓力輸送,管道不必在地勢地 處選線;污水處理廠。

    44、的位置也不必選在處選線;污水處理廠的位置也不必選在 區域內的最低處,可以自由選定。區域內的最低處,可以自由選定。 (4 4)施工時,可以避免破壞自然環境,保)施工時,可以避免破壞自然環境,保 護良好的自然和人為景觀。護良好的自然和人為景觀。 (5 5)重力流排水系統不能防止地下水的滲)重力流排水系統不能防止地下水的滲 入,壓力流可以避免地下水的滲入,減入,壓力流可以避免地下水的滲入,減 少污水處理設施的負荷。少污水處理設施的負荷。 (6 6)在合流制改分流制過程中,根據資金)在合流制改分流制過程中,根據資金 情況便于分期實施。情況便于分期實施。 缺點:缺點: 壓力式排水系統是單排管路,發生壓力。

    45、式排水系統是單排管路,發生 故障不僅造成全線停水,還會污染環境故障不僅造成全線停水,還會污染環境 ; 維護保養條件較高;管材要求比重力維護保養條件較高;管材要求比重力 流高,對管件連接、伸縮性、抗震性也流高,對管件連接、伸縮性、抗震性也 有一定要求。有一定要求。 二真空式排水系統二真空式排水系統 以真空吸力同時輸送污水與空氣的污以真空吸力同時輸送污水與空氣的污 水收集系統;水收集系統; 由真空閥井、中繼泵站、真空管道由真空閥井、中繼泵站、真空管道 組成。各個家庭排出的污水靠重力流進組成。各個家庭排出的污水靠重力流進 入真空閥井中的集水井,當污水在集水入真空閥井中的集水井,當污水在集水 井內上升。

    46、到某一高度時,真空閥打開,井內上升到某一高度時,真空閥打開, 在真空狀態下,污水與空氣按一定比例在真空狀態下,污水與空氣按一定比例 沿真空管路被吸引到中繼泵站,從而被沿真空管路被吸引到中繼泵站,從而被 壓送到重力流干管或污水處理廠。壓送到重力流干管或污水處理廠。 真空式與壓力式排水系統不同點:真空式與壓力式排水系統不同點: (1 1)真空式易于集中化管理。真空式水道)真空式易于集中化管理。真空式水道 只需在中繼真空泵站處需電源;而壓力只需在中繼真空泵站處需電源;而壓力 式水道要求每個研磨井處都有動力電源式水道要求每個研磨井處都有動力電源 。 (2 2)真空式下水道的污水靠真空輸送,污)真空式下。

    47、水道的污水靠真空輸送,污 水不會漏泄到管道外,避免對周圍的污水不會漏泄到管道外,避免對周圍的污 染。染。 (3 3)由于受真空高度限制,真空式下水道)由于受真空高度限制,真空式下水道 適于地形較平坦起伏較小的地區。而壓適于地形較平坦起伏較小的地區。而壓 力式可適于任何坡度。力式可適于任何坡度。 一般真空式小水道的揚程為一般真空式小水道的揚程為4m4m左右,而左右,而 壓力式下水道揚程在壓力式下水道揚程在20m20m左右。左右。 (4 4)真空式下水道氣密性要求高,管材條)真空式下水道氣密性要求高,管材條 件要好,并要嚴格施工質量,不能發生件要好,并要嚴格施工質量,不能發生 真空漏氣。真空漏氣。。

    48、 (5 5)真空式下水道由于污水與空氣一起輸)真空式下水道由于污水與空氣一起輸 入管道,污水呈好氣性,而壓力式管道入管道,污水呈好氣性,而壓力式管道 中呈厭氣狀態,易產生中呈厭氣狀態,易產生H H 2 2 O O等。等。 三壓力式和真空式排水系統的三壓力式和真空式排水系統的 適應條件適應條件 (1 1)地形平坦或起伏多、穿越山谷、河川)地形平坦或起伏多、穿越山谷、河川 多的地區;多的地區; (2 2)地下水位高或地質條件差如巖基露出)地下水位高或地質條件差如巖基露出 、地面多軟土層等的地方,開挖深掘困、地面多軟土層等的地方,開挖深掘困 難的地區;難的地區; (3 3)局部低洼的地區;)局部低洼。

    49、的地區; (4 4)道路狹窄,地下構筑物多,管網密集)道路狹窄,地下構筑物多,管網密集 ,施工難度大,賠償費用多地地區;,施工難度大,賠償費用多地地區; (5 5)人文景觀和自然保護區,避免開挖破)人文景觀和自然保護區,避免開挖破 壞景觀,特別適于我國歷史文化古城區壞景觀,特別適于我國歷史文化古城區 的改造;的改造; (6 6)人口密度低,居民分散,建筑物稀少)人口密度低,居民分散,建筑物稀少 的村落、別墅、觀光區等;的村落、別墅、觀光區等; (7 7)資金不足,需要分期建設,逐步完善)資金不足,需要分期建設,逐步完善 下水管網的地區。下水管網的地區。 第五節第五節 排水管材、泵站及管道附屬排。

    50、水管材、泵站及管道附屬 構筑物構筑物 一排水管材一排水管材 (一)對管渠材料的要求(一)對管渠材料的要求 1 1有足夠的強度,以承受外部的荷載和內部的有足夠的強度,以承受外部的荷載和內部的 水壓;水壓; 2 2有抵抗水中雜質的沖刷和磨損的作用,有抗有抵抗水中雜質的沖刷和磨損的作用,有抗 腐蝕的性能,特別對某些腐蝕性的工業廢水;腐蝕的性能,特別對某些腐蝕性的工業廢水; 3 3不透水,以防治污水滲出或地下水滲入,而不透水,以防治污水滲出或地下水滲入,而 污染地下水或腐蝕其他管線和建筑物基礎;污染地下水或腐蝕其他管線和建筑物基礎; 4 4內壁應整齊光滑,使水流阻力盡量減??;內壁應整齊光滑,使水流阻力。

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